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CN116111820A - 一种浪涌电流抑制电路 - Google Patents

一种浪涌电流抑制电路 Download PDF

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CN116111820A
CN116111820A CN202310120665.5A CN202310120665A CN116111820A CN 116111820 A CN116111820 A CN 116111820A CN 202310120665 A CN202310120665 A CN 202310120665A CN 116111820 A CN116111820 A CN 116111820A
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resistor
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circuit
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CN202310120665.5A
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倪佳伟
乔进军
王嘉坤
张其宝
吴丽婷
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Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
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Weichai Power Co Ltd
Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种浪涌电流抑制电路，应用于开关直流升压电路，所述开关直流升压电路包括开关直流升压芯片，所述开关直流升压芯片包括开关引脚与反馈引脚，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路包括反馈抑制模块：所述反馈抑制模块包括第一分压电阻及限流电阻；所述开关直流升压电路的输出端通过所述第一分压电阻与所述反馈引脚相连接；所述限流电阻的输入端与所述开关直流升压电路的升压的输入端相连接，所述限流电阻的输出端与所述反馈引脚相连接。反馈引脚能够将存在浪涌电流的信号反馈至输入端，达到反馈抑制作用。同时所述浪涌电流抑制电路还能够采集开关直流升压电路的输出电压，并对浪涌电流进行反馈并抑制。

Description

一种浪涌电流抑制电路
技术领域
本发明涉及开关直流升压电路领域，具体涉及一种浪涌电流抑制电路。
背景技术
BOOST电路即一种开关直流升压电路，它能够将直流电变为一种固定电压或者可调电压的直流电，也称为DC-DC变换器，通过开关控制器电感的储能和泄放达到升压的目的。
现有BOOST电路中为抑制浪涌电流，选择带有专门的使能控制引脚的BOOST芯片，且上电默认不工作，通过单片机的上拉使能BOOST芯片，或者芯片内部弱上拉，外接下拉电阻，再通过单片机使能。该种设施方式的实现对芯片的选型有要求，即需要选用带有使能控制引脚的BOOST芯片，并且需要该针脚支持逻辑电平输入，同时需要考虑控制信号与BOOST芯片输入之间的时序问题，因此现有方案具有较大局限性，同时芯片成本增加。
发明内容
本申请提供了一种浪涌电流抑制电路，以至少解决相关技术中存在的需要选用带有使能控制引脚的BOOST芯片，并且需要该针脚支持逻辑电平输入，同时需要考虑控制信号与BOOST芯片输入之间的时序问题的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种浪涌电流抑制电路，应用于开关直流升压电路，所述开关直流升压电路包括开关直流升压芯片，所述开关直流升压芯片包括开关引脚与反馈引脚，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路包括反馈抑制模块：所述反馈抑制模块包括第一分压电阻及限流电阻；所述开关直流升压电路的输出端通过所述第一分压电阻与所述反馈引脚相连接；所述限流电阻的输入端与所述开关直流升压电路的升压的输入端相连接，所述限流电阻的输出端与所述反馈引脚相连接。
可选地，所述反馈抑制模块还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻的输入端与所述第一分压电阻的输出端相连接，所述第二分压电阻的输出端接地连接。
可选地，还包括单片机与辅助采集模块，所述辅助采集模块使能端与单片机第一引脚相连接，所述辅助采集模块的输入端与所述限流电阻的输出端相连接，所述辅助采集模块的输出端接地连接；在浪涌电流消失后，所述单片机第一引脚输出控制信号控制所述辅助采集模块使能端使所述限流电阻输出端接地，以使所述反馈引脚采集所述开关直流升压电路的输出电压。
可选地，所述辅助采集模块包括使能单元、第一辅助电阻及第二辅助电阻；所述使能单元的输入端与所述限流电阻的输出端相连接，所述使能单元的输出端接地连接，所述使能单元的使能端通过所述第一辅助电阻与所述单片机第一引脚相连接；所述第二辅助电阻的输入端与所述第一辅助电阻的输出端相连接，所述第二辅助电阻的输出端接地连接。
可选地，所述使能单元包括第一场效应管。
可选地，所述辅助采集模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述限流电阻输出端相连接，所述第一二极管的阴极与所述第一分压电阻的输出端相连接。
可选地，所述浪涌电流抑制电路还包括上电模块，所述上电模块的使能端与所述单片机的第二引脚相连接，所述上电模块的输入端分别与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述上电模块的输出端接地连接。
可选地，所述上电模块包括第二场效应管与第三场效应管；所述第二场效应管的使能端与所述单片机的第二引脚相连接，所述第二场效应管的输出端接地连接，所述第二场效应管的输入端与所述第三场效应管的输入端相连接；所述第三场效应管的输出端分别与所述开关引脚和所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述第三场效应管的使能端与所述第二场效应管的输入端相连接。
可选地，所述开关直流升压电路包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三场效应管的输出端相连接，所述第二二极管的阴极分别与所述开关引脚与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接。
可选地，所述上电模块还包括多个上电电阻。
在本申请实施例中，提供一种浪涌电流抑制电路，应用于开关直流升压电路，所述开关直流升压电路包括开关直流升压芯片，所述开关直流升压芯片包括开关引脚与反馈引脚，所述浪涌电流抑制电路包括反馈抑制模块：所述反馈抑制模块包括第一分压电阻及限流电阻；所述开关直流升压电路的输出端通过所述第一分压电阻与所述反馈引脚相连接；所述限流电阻输入端与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述限流电阻输出端与所述反馈引脚相连接。该种设施方式，利用开关直流升压芯片的反馈引脚，当反馈引脚的输入电压大于基准电压时，即产生浪涌电流时，反馈引脚能够将存在浪涌电流的信号反馈至输入端，以使开关直流升压芯片降低调制频率或占空比，减少开关直流升压芯片处的输出电压，达到反馈抑制作用。同时所述浪涌电流抑制电路还能够采集开关直流升压电路的输出电压，并对浪涌电流进行反馈并抑制。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的一种浪涌电流抑制电路的电路图；
图2是根据本申请实施例的另一种浪涌电流抑制电路的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
BOOST电路即一种开关直流升压电路，它能够将直流电变为一种固定电压或者可调电压的直流电，也称为DC-DC变换器，通过开关控制器电感的储能和泄放达到升压的目的。现有BOOST电路中为抑制浪涌电流，选择带有专门的使能控制引脚的BOOST芯片，且上电默认不工作，通过单片机的上拉使能BOOST芯片，或者芯片内部弱上拉，外接下拉电阻，再通过单片机使能。该种设施方式的实现对芯片的选型有要求，即需要选用带有使能控制引脚的BOOST芯片，并且需要该针脚支持逻辑电平输入，同时需要考虑控制信号与BOOST芯片输入之间的时序问题，因此现有方案具有较大局限性，同时芯片成本增加。
本申请实施例提供了一种浪涌电流抑制电路，如图1-2所示，应用于开关直流升压电路，所述开关直流升压电路包括开关直流升压芯片，所述开关直流升压芯片包括开关引脚SW与反馈引脚FB，所述浪涌电流抑制电路包括反馈抑制模块1：所述反馈抑制模块1包括第一分压电阻R1及限流电阻R5；所述开关直流升压电路的输出端通过所述第一分压电阻R1与所述反馈引脚FB相连接；所述限流电阻R5输入端与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述限流电阻R5输出端与所述反馈引脚FB相连接。
具体地，在所述浪涌电流抑制电路中，所述开关引脚SW打开会使得第二二极管直接连接到地，所述开关引脚SW关断则会因为电感的储能作用而产生升压现象，所以所述开关引脚SW关断时，也存在高电压，即浪涌电流输入。如图1所示，开关直流升压芯片本质上作为一种DC-DC转化芯片，通过控制开关引脚SW的打开和关断以及占空比，以一种负反馈的方式来调节输出电压。反馈针脚作为反馈调节针脚，一般以1.2V或者0.8V作为基准电压，本文对此不作限定，下文均以1.2V为例，通过调整第一分压电阻R1和第二分压电阻的分压值，可以达到调整开关直流升压电路输出电压的目的，即如果反馈引脚FB处检测到电压>1.2V，开关直流升压芯片就会降低调制频率或者占空比，减少开关直流升压电路的输出电压，以达到反馈调节的作用。电源Vin作为开关直流升压芯片的升压输入(一般为24V的电源输入电压，本申请对此不作限定，下文均以24V进行阐述)也同时直接通过限流电阻R5与反馈针脚相连，该种设置方式，使得开关直流升压电路调制的电源电压Vin与反馈引脚FB电压的反馈同一上电时序，即开关直流升压电路调节的输入电压与反馈引脚FB的反馈电压同时产生，通过调节第二分压电阻与限流电阻R5的电阻值可以使得反馈针脚处的输入电压大于1.2V，从而通过芯片的反馈调节能力使得开关直流升压芯片输出电压在整个控制器上电的瞬间维持在低电压，进一步可以减小上电的充电电流。同时，电压首先通过所述限流电阻R5输入所述反馈引脚FB，随后开关直流升压电路的输出电压输入所述反馈引脚FB，解决了现有技术中需要考虑控制信号与BOOST芯片输入之间的时序问题。
可选地，所述反馈抑制模块1还包括第二分压电阻R2，所述第二分压电阻R2输入端与所述第一分压电阻R1输出端相连接，输出端接地连接。
可选地，还包括单片机MCU与辅助采集模块2，所述辅助采集模块2使能端与单片机MCU第一引脚相连接，输入端与所述限流电阻R5输出端相连接，输出端接地连接；在浪涌电流消失后，所述单片机MCU第一引脚输出控制信号控制所述辅助采集模块2使能端使所述限流电阻R5输出端接地，以使所述反馈引脚FB采集所述开关直流升压电路的输出电压。
可选地，所述辅助采集模块2包括使能单元、第一辅助电阻R3及第二辅助电阻R4；所述使能单元输入端与所述限流电阻R5输出端相连接，输出端接地连接，使能端通过所述第一辅助电阻R3与所述单片机MCU第一引脚相连接；所述第二辅助电阻R4输入端与所述第一辅助电阻R3输出端相连接，输出端接地连接。
具体地，如图1或2所示，所述使能单元输入端与所述限流电阻R5输出端相连接，输出端接地连接，使能端通过所述第一辅助电阻R3与所述单片机MCU第一引脚(即图1中的IO_Control及图2中输出控制信号2的引脚)相连接；所述第二辅助电阻R4输入端与所述第一辅助电阻R3输出端相连接，输出端接地连接。在浪涌电流消失后，所述单片机MCU能够正常供电，那么所述单片机MCU的第一引脚则输出高电平信号，控制所述第一场效应管导通，电源输出电压通过所述限流电阻R5接地，则所述反馈引脚FB不再采集电源输出电压，正常采集开关直流升压电路的输出电压。
可选地，所述使能单元包括第一场效应管Q1。
可以理解的是，本申请对所述使能单元的具体类型不作限定，如图1所示，本申请采用场效应管。
可选地，所述辅助采集模块2还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1阳极与所述限流电阻R5输出端相连接，阴极与所述第一分压电阻R1输出端相连接。
具体地，所述辅助采集模块2还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1阳极与所述限流电阻R5输出端相连接，阴极与所述第一分压电阻R1输出端相连接。该种设置方式使得在所述第一场效应管Q1闭合后，电流无法由所述第一分压电阻R1经所述第一场效应管Q1接地，防止分压使得浪涌电流的反馈抑制效果不准确。
可选地，所述浪涌电流抑制电路还包括上电模块3，所述上电模块3使能端与所述单片机MCU第二引脚(即图2中输出控制信号1的引脚)相连接，输入端分别与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，输出端接地连接。
可选地，所述上电模块3包括第二场效应管Q2与第三场效应管Q3；所述第二场效应管Q2使能端与所述单片机MCU第二引脚相连接，输出端接地连接，输入端与所述第三场效应管Q3输入端相连接；所述第三场效应管Q3输出端分别与所述开关引脚SW与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，使能端与所述第二场效应管Q2输入端相连接。
具体地，如图2所示，所述第二场效应管Q2使能端与所述单片机MCU第二引脚相连接，输出端接地连接，输入端与所述第三场效应管Q3输入端相连接；所述第三场效应管Q3输出端分别与所述开关引脚SW与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，使能端与所述第二场效应管Q2输入端相连接。在电源开始输出电压时，反馈引脚FB首先输入电源分压，同时，如图2所示，DC-DC部分上电，此部分上电后单片机MCU可以正常供电，单片机MCU第二引脚输出高电平，第二场效应管Q2打开，此时第三场效应管Q3导通，开关直流升压电路开始上电。本方案将整个电控系统上电分成三个阶段，即，首先反馈引脚FB输入电源分压，其次单片机MCU上电，最后开关直流升压电路上电，以减缓整个系统上电时的浪涌电流。
可选地，所述开关直流升压电路包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的阳极与所述第三场效应管Q3的输出端相连接，阴极分别与所述开关引脚SW与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接。
可选地，所述上电模块3还包括多个上电电阻。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例中所提供的方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种浪涌电流抑制电路，应用于开关直流升压电路，所述开关直流升压电路包括开关直流升压芯片，所述开关直流升压芯片包括开关引脚与反馈引脚，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路包括反馈抑制模块：
所述反馈抑制模块包括第一分压电阻及限流电阻；
所述开关直流升压电路的输出端通过所述第一分压电阻与所述反馈引脚相连接；
所述限流电阻的输入端与所述开关直流升压电路的升压的输入端相连接，所述限流电阻的输出端与所述反馈引脚相连接。
2.如权利要求1所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述反馈抑制模块还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻的输入端与所述第一分压电阻的输出端相连接，所述第二分压电阻的输出端接地连接。
3.如权利要求1所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，还包括单片机与辅助采集模块，所述辅助采集模块使能端与单片机第一引脚相连接，所述辅助采集模块的输入端与所述限流电阻的输出端相连接，所述辅助采集模块的输出端接地连接；在浪涌电流消失后，所述单片机第一引脚输出控制信号控制所述辅助采集模块使能端使所述限流电阻输出端接地，以使所述反馈引脚采集所述开关直流升压电路的输出电压。
4.如权利要求3所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述辅助采集模块包括使能单元、第一辅助电阻及第二辅助电阻；所述使能单元的输入端与所述限流电阻的输出端相连接，所述使能单元的输出端接地连接，所述使能单元的使能端通过所述第一辅助电阻与所述单片机第一引脚相连接；所述第二辅助电阻的输入端与所述第一辅助电阻的输出端相连接，所述第二辅助电阻的输出端接地连接。
5.如权利要求4所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述使能单元包括第一场效应管。
6.如权利要求4-5任一项所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述辅助采集模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述限流电阻输出端相连接，所述第一二极管的阴极与所述第一分压电阻的输出端相连接。
7.如权利要求3所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路还包括上电模块，所述上电模块的使能端与所述单片机的第二引脚相连接，所述上电模块的输入端分别与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述上电模块的输出端接地连接。
8.如权利要求7所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述上电模块包括第二场效应管与第三场效应管；所述第二场效应管的使能端与所述单片机的第二引脚相连接，所述第二场效应管的输出端接地连接，所述第二场效应管的输入端与所述第三场效应管的输入端相连接；所述第三场效应管的输出端分别与所述开关引脚和所述开关直流升压电路的升压输入端相连接，所述第三场效应管的使能端与所述第二场效应管的输入端相连接。
9.如权利要求8所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述开关直流升压电路包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第三场效应管的输出端相连接，所述第二二极管的阴极分别与所述开关引脚与所述开关直流升压电路的升压输入端相连接。
10.如权利要求8所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述上电模块还包括多个上电电阻。
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CN117691847A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 成都新欣神风电子科技有限公司 一种基于n沟道mos管的正线冲击电流抑制电路
CN117691847B (zh) * 2024-02-01 2024-05-03 成都新欣神风电子科技有限公司 一种基于n沟道mos管的正线冲击电流抑制电路

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